- 271.50 KB
- 2021-06-16 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
第2节 同角三角函数基本关系式与诱导公式
最新考纲 1.理解同角三角函数的基本关系式:sin2α+cos2α=1,=tan α;2.能利用单位圆中的三角函数线推导出±α,π±α的正弦、余弦、正切的诱导公式.
知 识 梳 理
1.同角三角函数的基本关系
(1)平方关系:sin2α+cos2α=1.
(2)商数关系:=tan__α.
2.三角函数的诱导公式
公式
一
二
三
四
五
六
角
2kπ+α(k∈Z)
π+α
-α
π-α
-α
+α
正弦
sin α
-sin__α
-sin__α
sin__α
cos__α
cos__α
余弦
cos α
-cos__α
cos__α
-cos__α
sin__α
-sin__α
正切
tan α
tan__α
-tan__α
-tan__α
口诀
函数名不变,符号看象限
函数名改变,符号看象限
[微点提醒]
1.同角三角函数关系式的常用变形
(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α;sin α=tan α·cos α.
2.诱导公式的记忆口诀
“奇变偶不变,符号看象限”,其中的奇、偶是指的奇数倍和偶数倍,变与不变指函数名称的变化.
3.在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号.
基 础 自 测
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)sin(π+α)=-sin α成立的条件是α为锐角.( )
(2)六组诱导公式中的角α可以是任意角.( )
(3)若α∈R,则tan α=恒成立.( )
(4)若sin(kπ-α)=(k∈Z),则sin α=.( )
解析 (1)中对于任意α∈R,恒有sin(π+α)=-sin α.
(3)中当α的终边落在y轴上,商数关系不成立.
(4)当k为奇数时,sin α=,
当k为偶数时,sin α=-.
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
2.(必修4P21A12改编)已知tan α=-3,则cos2α-sin2α=( )
A. B.- C. D.-
解析 由同角三角函数关系得cos2α-sin2α====-.
答案 B
3.(必修4P29B2改编)已知α为锐角,且sin α=,则cos (π+α)=( )
A.- B. C.- D.
解析 因为α为锐角,所以cos α==,
故cos(π+α)=-cos α=-.
答案 A
4.(2017·全国Ⅲ卷)已知sin α-cos α=,则sin 2α=( )
A.- B.- C. D.
解析 ∵(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=1-sin 2α,
∴sin 2α=1-=-.
答案 A
5.(2019·济南质检)若sin α=-,且α为第四象限角,则tan α=( )
A. B.- C. D.-
解析 ∵sin α=-,α为第四象限角,
∴cos α==,因此tan α==-.
答案 D
6.(2018·成都月考)化简:=________.
解析 原式===1.
答案 1
考点一 同角三角函数基本关系式的应用
【例1】 (1)(2018·兰州测试)已知sin αcos α=,且<α<,则cos α-sin α=( )
A.- B. C.- D.
(2)(2019·平顶山联考)已知=5,则cos2α+sin 2α=( )
A. B.- C.-3 D.3
解析 (1)∵<α<,
∴cos α<0,sin α<0且cos α>sin α,
∴cos α-sin α>0.
又(cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=1-2×=,
∴cos α-sin α=.
(2)由=5得=5,可得tan α=2,
则cos2α+sin 2α=cos2α+sin αcos α===.
答案 (1)B (2)A
规律方法 1.利用sin2α+cos2α=1可以实现角α的正弦、余弦的互化,利用=tan α可以实现角α的弦切互化.
2.应用公式时注意方程思想的应用:对于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.
3.注意公式逆用及变形应用:1=sin2α+cos2α,sin2α=1-cos2α,cos2α=1-sin2α.
【训练1】 (1)若3sin α+cos α=0,则的值为( )
A. B. C. D.-2
(2)(2018·全国Ⅱ卷)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)=________.
解析 (1)3sin α+cos α=0⇒cos α≠0⇒tan α=-,==
==.
(2)由sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,
两式平方相加,得2+2sin αcos β+2cos αsin β=1,
整理得sin(α+β)=-.
答案 (1)A (2)-
考点二 诱导公式的应用
【例2】 (1)(2019·衡水中学调研)若cos=,则cos(π-2α)=( )
A. B. C.- D.-
(2)设f(α)=(1+2sin α≠0),则f=________.
解析 (1)由cos=,得sin α=.
∴cos(π-2α)=-cos 2α=-(1-2sin2α)=2sin2α-1=2×-1=-.
(2)∵f(α)=
===,
∴f===.
答案 (1)D (2)
规律方法 1.诱导公式的两个应用
(1)求值:负化正,大化小,化到锐角为终了.
(2)化简:统一角,统一名,同角名少为终了.
2.含2π整数倍的诱导公式的应用
由终边相同的角的关系可知,在计算含有2π的整数倍的三角函数式中可直接将2π的整数倍去掉后再进行运算,如cos(5π-α)=cos(π-α)=-cos α.
【训练2】 (1)(2017·北京卷)在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若sin α=,则sin β=________.
(2)已知cos=a,则cos+sin的值是________.
解析 (1)α与β的终边关于y轴对称,则α+β=π+2kπ,k∈Z,∴β=π-α+2kπ,k∈Z.
∴sin β=sin(π-α+2kπ)=sin α=.
(2)∵cos=cos=-cos
=-a,
sin=sin=a,
∴cos+sin=-a+a=0.
答案 (1) (2)0
考点三 同角三角函数基本关系式与诱导公式的活用
【例3】 (1)(2019·菏泽联考)已知α∈,sin=,则tan(π+2α)=( )
A. B.± C.± D.
(2)(2018·福州调研)已知α为锐角,且2tan(π-α)-3cos+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0,则sin α=( )
A. B. C. D.
解析 (1)∵α∈,sin=,
∴cos α=,sin α=-,tan α==-2.
∴tan(π+2α)=tan 2α===.
(2)由已知得
消去sin β,得tan α=3,
∴sin α=3cos α,代入sin2α+cos2α=1,
化简得sin2α=,则sin α=(α为锐角).
答案 (1)A (2)C
(3)已知-π0,∴sin x-cos x<0,
故sin x-cos x=-.
②=
=
==-.
规律方法 1.利用同角三角函数关系式和诱导公式求值或化简时,关键是寻求条件、结论间的联系,灵活使用公式进行变形.
2.(1)注意角的范围对三角函数值符号的影响,开方时先判断三角函数值的符号;
(2)熟记一些常见互补的角、互余的角,如-α与+α互余等.
【训练3】 (1)(2019·湖北七州市联考)已知α∈(0,π),且cos α=-,则sin·tan α=( )
A.- B.- C. D.
(2)(2016·全国Ⅰ卷)已知θ是第四象限角,且sin=,则tan=________.
解析 (1)∵α∈(0,π),且cos α=-,∴sin α=,
因此sin·tan α=cos α·=sin α=.
(2)由题意,得cos=,∴tan=.
∴tan=tan=-=-.
答案 (1)C (2)-
[思维升华]
1.同角三角函数基本关系可用于统一函数;诱导公式主要用于统一角,其主要作用是进行三角函数的求值、化简和证明.
2.三角函数求值、化简的常用方法:(1)弦切互化法:主要利用公式tan x=进行切化弦或弦化切,如,asin2x+bsin xcos x+ccos2x等类型可进行弦化切.
(2)和积转换法:如利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化.
(3)巧用“1”的变换:1=sin2θ+cos2θ=cos2θ(1+tan2θ)=sin2θ(1+)=tan 等.
[易错防范]
1.利用诱导公式进行化简求值时,可利用公式化任意角的三角函数为锐角三角函数,其步骤:去负—脱周—化锐.
特别注意函数名称和符号的确定.
2.注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.
基础巩固题组
(建议用时:30分钟)
一、选择题
1.sin 600°的值为( )
A.- B.- C. D.
解析 sin 600°=sin(360°+240°)=sin 240°
=sin(180°+60°)=-sin 60°=-.
答案 B
2.(2019·衡水模拟)已知直线2x-y-1=0的倾斜角为α,则sin 2α-2cos2α=( )
A. B.- C.- D.-
解析 由题意知tan α=2,
∴sin 2α-2cos2α===.
答案 A
3.=( )
A.sin 2-cos 2 B.sin 2+cos 2
C.±(sin 2-cos 2) D.cos 2-sin 2
解析 =
==|sin 2-cos 2|=sin 2-cos 2.
答案 A
4.已知sin(π+θ)=-cos(2π-θ),|θ|<,则θ等于( )
A.- B.- C. D.
解析 ∵sin(π+θ)=-cos(2π-θ),
∴-sin θ=-cos θ,
∴tan θ=,∵|θ|<,∴θ=.
答案 D
5.已知sin=,则cos=( )
A. B. C.- D.-
解析 因为sin=,所以cos=sin=sin=.
答案 B
6.向量a=,b=(cos α,1),且a∥b,则cos=( )
A.- B. C.- D.-
解析 ∵a=,b=(cos α,1),且a∥b,
∴×1-tan αcos α=0,∴sin α=,
∴cos=-sin α=-.
答案 A
7.已知函数f(x)=asin(πx+α)+bcos(πx+β),且f(4)=3,则f(2 020)的值为( )
A.-1 B.1 C.3 D.-3
解析 ∵f(4)=asin(4π+α)+bcos(4π+β)=asin α+bcos β=3,
∴f(2 020)=asin(2 020π+α)+bcos(2 020π+β)=asin α+bcos β=3.
答案 C
二、填空题
8.已知sin α=-,且α为第三象限的角,则tan α=______.
解析 ∵sin α=-,且α为第三象限的角,
∴cos α=-=-,∴tan α==.
答案
9.已知tan=,则tan=________.
解析 ∵+=π,
∴tan=tan=-tan=-.
答案 -
10.已知sin θ+cos θ=,θ∈,则sin θ-cos θ的值为________.
解析 ∵sin θ+cos θ=,∴sin θcos θ=.
又∵(sin θ-cos θ)2=1-2sin θcos θ=,
又∵θ∈,∴sin θ-cos θ=-.
答案 -
11.已知tan θ=3,则cos=________.
解析 ∵tan θ=3,∴cos=sin 2θ====.
答案
12.(2019·邯郸一模)若sin(α+β)=3sin(π-α+β),且α,β∈,则=________.
解析 由条件,得sin(α+β)=3sin(α-β),
∴sin αcos β=2cos αsin β,则tan α=2tan β,
因此=2.
答案 2
能力提升题组
(建议用时:20分钟)
13.若sin θ,cos θ是方程4x2+2mx+m=0的两根,则m的值为( )
A.1+ B.1-
C.1± D.-1-
解析 由题意知sin θ+cos θ=-,sin θ·cos θ=.
又=1+2sin θcos θ,
∴=1+,解得m=1±.
又Δ=4m2-16m≥0,∴m≤0或m≥4,∴m=1-.
答案 B
14.已知sincos=,且0<α<,则sin α=________,cos α=________.
解析 sincos=-cos α·(-sin α)=sin αcos α=.
∵0<α<,∴0